土木工程專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)初探論文
作為鋼結(jié)構(gòu)課程實(shí)踐教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)是土木工程專業(yè)本科生的一門必修課，是根據(jù)土木工程專業(yè)教學(xué)計(jì)劃要求，在教師指導(dǎo)下進(jìn)行的階段性專業(yè)技術(shù)訓(xùn)練，是對(duì)前期所學(xué)習(xí)理論教學(xué)效果的一次檢驗(yàn)。它要求學(xué)生應(yīng)具有較系統(tǒng)的前期課程基礎(chǔ)知識(shí)，如高等數(shù)學(xué)、理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、建筑材料、鋼結(jié)構(gòu)原理、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及建筑制圖等，其主要任務(wù)是幫助學(xué)生深化課堂所學(xué)的設(shè)計(jì)理論和知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，運(yùn)用科學(xué)的研究方法分析和解決實(shí)際問題的能力，鍛煉制圖能力，了解現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及使用方法，使學(xué)生掌握鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，并能根據(jù)其設(shè)計(jì)結(jié)果繪制施工圖。
一、構(gòu)建課程設(shè)計(jì)質(zhì)量監(jiān)控體系的必要性
隨著中國(guó)鋼產(chǎn)量的不斷提高，用鋼量已不再是制約鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的主要因素，建筑鋼結(jié)構(gòu)由于其材料性能優(yōu)良，制作安裝工業(yè)化程度高以及結(jié)構(gòu)形式新穎靈巧，受到了越來越廣泛的應(yīng)用。隨之而來，鋼結(jié)構(gòu)人才短缺日漸凸顯，企業(yè)急需大批鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工的專門人才。鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)是對(duì)學(xué)生的一次較為全面的設(shè)計(jì)訓(xùn)練，是鋼結(jié)構(gòu)原理和鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程后一個(gè)重要的綜合性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，也是培養(yǎng)學(xué)生鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力的基礎(chǔ)性教學(xué)環(huán)節(jié)。它是課程基本概念、基本理論等內(nèi)容的延伸，也是對(duì)所學(xué)知識(shí)的一次綜合運(yùn)用，將為畢業(yè)設(shè)計(jì)以及工作以后的鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。但是，長(zhǎng)期以來大部分高校形成了重理論、輕實(shí)踐的教學(xué)模式，各高校實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量監(jiān)控相對(duì)薄弱。就學(xué)生而言，受傳統(tǒng)教學(xué)模式的影響，普遍重視基本理論的學(xué)習(xí)，忽視實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)在教學(xué)活動(dòng)中的重要地位。一方面大學(xué)生習(xí)慣于傳統(tǒng)的“教師講，學(xué)生聽”的教學(xué)模式，而對(duì)于以學(xué)生為主的課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，自主學(xué)習(xí)的積極性不高，主動(dòng)性不強(qiáng)，探索鉆研和創(chuàng)新實(shí)踐能力不足;另一方面，大學(xué)生迫于就業(yè)壓力，學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)功利化，熱衷于考取各種資格證，從而忽視了對(duì)專業(yè)課的學(xué)習(xí)，特別是相對(duì)自由的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，如果缺乏規(guī)范的實(shí)踐教學(xué)規(guī)章制度或者監(jiān)控體系，設(shè)計(jì)時(shí)間、設(shè)計(jì)進(jìn)度和設(shè)計(jì)質(zhì)量難以保證。因此，如何構(gòu)建切實(shí)可行的課程設(shè)計(jì)質(zhì)量監(jiān)控體系，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，保證課程設(shè)計(jì)質(zhì)量并且督促學(xué)生按時(shí)獨(dú)立認(rèn)真完成課程設(shè)計(jì)，是一項(xiàng)緊迫而必要的工作，也是鋼結(jié)構(gòu)實(shí)踐教學(xué)改革需要不斷研究和探討的課題。
二、課程設(shè)計(jì)質(zhì)量監(jiān)控體系的構(gòu)建
筆者根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合山東科技大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)省級(jí)精品課程建設(shè)工作，在鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)質(zhì)量監(jiān)控方面進(jìn)行了一系列改革實(shí)踐，并取得了較理想的效果。
(一)設(shè)計(jì)題目多樣化
在2006級(jí)以前，學(xué)校鋼結(jié)課程設(shè)計(jì)通常做法是進(jìn)行鋼屋架設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)題目單一。隨著計(jì)算機(jī)的普及，課程設(shè)計(jì)繪圖也由原來的手工繪圖變成了計(jì)算機(jī)CAD繪圖，這就不可避免地導(dǎo)致前一屆學(xué)生存儲(chǔ)的設(shè)計(jì)資料流入到下一屆學(xué)生的手中，出現(xiàn)跨級(jí)抄襲或者拷貝的現(xiàn)象。為此，課題組集中編寫了三個(gè)題目的課程設(shè)計(jì)任務(wù)書，包括鋼屋架設(shè)計(jì)、工作平臺(tái)設(shè)計(jì)、門式剛架設(shè)計(jì)。自2006級(jí)以來，三套課程設(shè)計(jì)任務(wù)書輪流使用，并根據(jù)設(shè)計(jì)過程跟蹤指導(dǎo)情況適時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行添加或者修改，有效避免了跨年級(jí)拷貝現(xiàn)象。
(二)設(shè)計(jì)方案多樣化
對(duì)于同一個(gè)課程設(shè)計(jì)題目，在編寫任務(wù)書時(shí)，在教學(xué)要求完全一致的基礎(chǔ)上，給出多組設(shè)計(jì)條件和設(shè)計(jì)參數(shù)供選擇，盡量做到不同的學(xué)生完成不同的設(shè)計(jì)方案。以鋼屋架設(shè)計(jì)為例，通過給出廠房的跨度、屋面情況、積灰荷載、屋架坡度及鋼號(hào)等多組參數(shù)組合，保證每個(gè)學(xué)生選用不同的方案，具體安排見表1。例如:三班的25號(hào)學(xué)生，其相應(yīng)的設(shè)計(jì)參數(shù)為24m跨度，上人屋面積灰荷載為0，屋架坡度為1/12，選用Q235的鋼材。這樣，不同的學(xué)生選擇不同的設(shè)計(jì)內(nèi)容，從源頭上杜絕了課程設(shè)計(jì)抄襲或雷同現(xiàn)象的發(fā)生，從而能夠更好地促使學(xué)生獨(dú)立地完成課程設(shè)計(jì)，達(dá)到預(yù)期的訓(xùn)練目的［1］。
(三)加強(qiáng)設(shè)計(jì)過程的管理和指導(dǎo)
下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù)書的同時(shí)，下發(fā)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，詳細(xì)說明要完成的具體內(nèi)容，設(shè)計(jì)圖紙的要求以及設(shè)計(jì)計(jì)算書的內(nèi)容。另外，為了便于指導(dǎo)教師跟蹤指導(dǎo)和檢查，設(shè)計(jì)指導(dǎo)書中還要給出設(shè)計(jì)內(nèi)容的時(shí)間安排。鋼屋架設(shè)計(jì)時(shí)間具體安排見表2。課程設(shè)計(jì)集中在兩周內(nèi)完成，由于課程設(shè)計(jì)是在課程結(jié)束若干天以后的期末進(jìn)行，學(xué)生表現(xiàn)比較松散，指導(dǎo)教師要隨時(shí)檢查學(xué)生整體的進(jìn)展情況及每個(gè)人的完成情況［2］。指導(dǎo)教師要對(duì)學(xué)生進(jìn)行過程跟蹤指導(dǎo)，并分三次進(jìn)行集中檢查和指導(dǎo)答疑。第一次安排在內(nèi)力計(jì)算及內(nèi)力組合完成以后，主要檢查結(jié)構(gòu)的布置是否合理，荷載及內(nèi)力的計(jì)算是否正確。第二次安排在構(gòu)件和節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)完成以后，主要檢查構(gòu)件設(shè)計(jì)是否合理，驗(yàn)算過程是否完整，計(jì)算是否正確，節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)是否合理。第三次安排在屋架施工圖繪制完成以后，主要檢查圖面布局是否合理，尺寸標(biāo)注是否正確，是否達(dá)到施工圖要求等［3］。通過過程跟蹤管理和指導(dǎo)，可以更好地了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度，以及獨(dú)立完成課程設(shè)計(jì)的能力和質(zhì)量，并以此作為平時(shí)成績(jī)考核的依據(jù)。
(四)完善考核辦法
傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)考核主要以設(shè)計(jì)成績(jī)?yōu)橹鳎m當(dāng)考慮20%的平時(shí)成績(jī)。設(shè)計(jì)成績(jī)主要考慮設(shè)計(jì)圖紙的質(zhì)量和設(shè)計(jì)計(jì)算書的內(nèi)容。平時(shí)成績(jī)以考勤為主。這種考核方式往往無法兼顧到公平和合理性，不能完全體現(xiàn)學(xué)生的主動(dòng)性和獨(dú)立工作的能力，也就無法充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。為此，我們改革了課程設(shè)計(jì)的考核方式，將原來以設(shè)計(jì)成果為主的考核方式變成多方面多指標(biāo)的考核方式，主要從平時(shí)成績(jī)、設(shè)計(jì)計(jì)算書、施工圖紙和課程設(shè)計(jì)答辯四個(gè)方面綜合考核，對(duì)應(yīng)到具體每一方面，給出相應(yīng)的量化評(píng)價(jià)指標(biāo)，見表3［4］。通過實(shí)施這種多方面多指標(biāo)的量化成績(jī)?cè)u(píng)定的教學(xué)改革實(shí)踐，學(xué)生的主動(dòng)性有明顯提高。自2006級(jí)實(shí)施改革實(shí)踐以來，特別是2009、2010、2011三級(jí)，完全按照上述課程設(shè)計(jì)質(zhì)量監(jiān)控體系進(jìn)行。實(shí)踐證明:設(shè)計(jì)質(zhì)量較以前有很大提高，設(shè)計(jì)計(jì)算更條理、更完整;從成績(jī)來看，2009級(jí)優(yōu)良率42%，2010級(jí)優(yōu)良率52%，2011級(jí)優(yōu)良率47%，較過去的25%～35%有明顯提高;此外，學(xué)生也普遍認(rèn)同該質(zhì)量監(jiān)控體系和課程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，普遍認(rèn)為為以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)和入職打下了良好的基礎(chǔ)。
三、結(jié)語
經(jīng)過近幾年的課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革的實(shí)踐，我們體會(huì)到在下達(dá)任務(wù)時(shí)，設(shè)計(jì)題目和設(shè)計(jì)方案要盡量多樣化，從根本上杜絕學(xué)生之間的抄襲現(xiàn)象，鍛煉學(xué)生的獨(dú)立工作能力。此外，還要加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)的過程管理和指導(dǎo)，進(jìn)一步完善考核辦法，充分發(fā)揮學(xué)生的積極主動(dòng)性，保證設(shè)計(jì)質(zhì)量的真實(shí)、有效。
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